用于扩展光纤信道链路的性能范围的流量控制管理方法及设备
阅读：881发布：2024-02-12
专利汇可以提供用于扩展光纤信道链路的性能范围的流量控制管理方法及设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种辅助流量控制机制来促进在扩展的距离上的光纤信道端口之间的有效数据交换。在一个实现中，通过用本地产生的准备就绪 信号 代替由光纤信道标准提供的远程产生的准备就绪指示信号来部分维持并管理辅助 缓冲器 机制。以这种方式，数据流量可以被最优地调整而不必考虑由链路两侧交换的准备就绪信号的相对较长的传播时间。，下面是用于扩展光纤信道链路的性能范围的流量控制管理方法及设备专利的具体信息内容。
1.一种用于操作本地光纤信道端口的传输接口以管理流量控制的方法，所述方法包括：
基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性；
接收要传送到远程光纤信道端口的帧；
仅当在所述远程缓冲器处存在用于所述帧的足够空间时，在本地向所述本地光纤信道端口发出阴影接收器准备就绪信号指示，以许可从所述本地光纤信道端口到所述远程光纤信道端口的进一步数据传送；以及
将所述帧与标识本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起，并将所述帧发送到所述远程光纤信道端口。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
操作所述本地辅助缓冲器，以允许所述远程光纤信道端口在远程接收到来自所述本地光纤信道端口的接收准备就绪信号指示之前，继续数据传送。
3.一种用于操作在本地光纤信道端口和到远程光纤信道端口的链路之间的传输接口的设备，所述设备包括：
入口块/出口块，其被配置为基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性并向所述本地光纤信道端口发出阴影接收器准备就绪指示，以基于所述远程缓冲器可用性来调节流量，其中所述入口块/出口块仅当在所述远程缓冲器处存在用于接收到的帧的足够空间时发出所述阴影接收器准备就绪指示；以及
本地辅助缓冲器，其为从所述远程光纤信道端口接收的数据提供缓冲，以允许在远程接收到来自所述本地光纤信道端口的接收准备就绪信号指示之前继续数据传送，
其中所述入口块/出口块被配置为将与标识所述本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起的所述帧发送到所述远程光纤信道端口。
4.一种用于操作本地光纤信道端口的传输接口以管理流量控制的设备，所述设备包括：
用于基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性的装置；
用于接收要传送到远程光纤信道端口的帧的装置；
用于仅当在所述远程缓冲器处存在用于所述接收到的帧的足够空间时，在本地向所述本地光纤信道端口发出阴影接收器准备就绪信号指示以许可从所述本地光纤信道端口到所述远程光纤信道端口的进一步数据传送的装置；以及
用于将所述帧与标识本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起，并将所述帧发送到所述远程光纤信道端口的装置。
5.如权利要求4所述的设备，还包括：
用于操作所述本地辅助缓冲器以允许所述远程光纤信道端口在远程接收到来自所述本地光纤信道端口的接收准备就绪信号指示之前继续数据传送的装置。
技术领域
本发明涉及数据网络，更具体而言，涉及用于流量控制的系统和方法。
背景技术
光纤信道标准定义了通常用于将计算机连接到磁盘驱动器和其它外围设备的双向链路协议。典型的光纤信道链路可以具有1063兆比特/秒的带宽和长达10千米的跨距(span)。
光纤信道的一种典型应用是将计算机CPU和大规模计算中心中的磁盘驱动器阵列互相连接，如在诸如金融事务处理中使用的那样。因为容错的缘故，希望将冗余的存储资源置于远程位置。高数据速率的城域光网络的出现使得可以实现跨越远长于10千米距离的所谓的存储区域网络(SAN)。
下面的做法将是优选的，即将广泛流行的光纤信道标准应用于穿过SAN的通信，从而最小化对重新设计计算中心装备的需要。但是，出现了下面的问题：现今可得的大多数光纤信道设备假定链路距离不超过10千米，但是通常希望将SAN节点置于相距更远之处，例如几百千米。
光纤信道标准定义了一种流量控制方案，该流量控制方案在防止传送器发送多于接收器当前能处理的数据的同时，最大化数据吞吐量。对于大多数光纤信道设备的流行种类来说，该标准使用了缓冲器至缓冲器信用管理方案。当链路被建立时，两端交换关于它们接收器缓冲器尺寸的信息。光纤信道接收器端口在每个接收到的帧之后发送准备就绪信号指示，但条件是具有能容纳新数据的最大可能帧的足够缓冲器空间。相对方的传送端口使用准备就绪信号指示以及其关于接收器端口的缓冲器尺寸的知识来确定是否传送帧。这个方案在相对较短的距离上运行良好，但是在更大的距离上则因为发送帧和接收作为响应的准备就绪指示之间较长的延迟而瘫痪。
需要的是用于管理可以扩展到较大距离上的光纤信道链路中的流量控制的系统和方法。
光纤信道的一种典型应用是将计算机CPU和大规模计算中心中的磁盘驱动器阵列互相连接，如在诸如金融事务处理中使用的那样。因为容错的缘故，希望将冗余的存储资源置于远程位置。高数据速率的城域光网络的出现使得可以实现跨越远长于10千米距离的所谓的存储区域网络(SAN)。
下面的做法将是优选的，即将广泛流行的光纤信道标准应用于穿过SAN的通信，从而最小化对重新设计计算中心装备的需要。但是，出现了下面的问题：现今可得的大多数光纤信道设备假定链路距离不超过10千米，但是通常希望将SAN节点置于相距更远之处，例如几百千米。
光纤信道标准定义了一种流量控制方案，该流量控制方案在防止传送器发送多于接收器当前能处理的数据的同时，最大化数据吞吐量。对于大多数光纤信道设备的流行种类来说，该标准使用了缓冲器至缓冲器信用管理方案。当链路被建立时，两端交换关于它们接收器缓冲器尺寸的信息。光纤信道接收器端口在每个接收到的帧之后发送准备就绪信号指示，但条件是具有能容纳新数据的最大可能帧的足够缓冲器空间。相对方的传送端口使用准备就绪信号指示以及其关于接收器端口的缓冲器尺寸的知识来确定是否传送帧。这个方案在相对较短的距离上运行良好，但是在更大的距离上则因为发送帧和接收作为响应的准备就绪指示之间较长的延迟而瘫痪。
需要的是用于管理可以扩展到较大距离上的光纤信道链路中的流量控制的系统和方法。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种辅助流量控制机制来促进在扩展的距离上的光纤信道端口之间有效的数据交换。在一个实现中，通过用本地产生的准备就绪信号替换由光纤信道标准提供的远程产生的准备就绪指示信号，来部分维持并管理辅助缓冲器机制。以这种方式，数据流量可以被最优地调整，而不必考虑由链路两侧交换的准备就绪信号的相对较长的传播时间。
本发明的第一方面提供了一种用于操作本地光纤信道端口的传输接口以管理流量控制的方法。所述方法包括：基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性；接收要传送到远程光纤信道端口的帧；仅当在远程缓冲器处存在用于接收到的帧的足够空间时，在本地向所述本地光纤信道端口发出阴影(shadow)接收器准备就绪信号指示，以许可从所述本地光纤信道端口到所述远程光纤信道端口的进一步的数据传送；以及将所述帧与标识本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起，并将所述帧发送到远程光纤信道端口。
本发明的第二方面提供了一种用于操作在本地光纤信道接口和到远程光纤信道接口的链路之间的传输接口的设备，所述设备包括：入口块/出口块，其被配置为基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性并向本地光纤信道接口发出阴影接收器准备就绪指示，以基于远程缓冲器可用性来调节流量，其中所述入口块/出口块仅当在远程缓冲器处存在用于接收到的帧的足够空间时发出所述阴影接收器准备就绪指示；以及辅助缓冲器，其为从所述远程光纤信道接口接收的数据提供缓冲，以允许在远程接收到来自所述本地光纤信道端口的接收准备就绪信号指示之前继续数据传送，其中所述入口块/出口块被配置为将与标识所述本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起的所述帧发送到所述远程光纤信道端口。
可以通过参考说明书的其余部分和附图来实现对本文发明的特性和优点的进一步理解。
本发明的第一方面提供了一种用于操作本地光纤信道端口的传输接口以管理流量控制的方法。所述方法包括：基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性；接收要传送到远程光纤信道端口的帧；仅当在远程缓冲器处存在用于接收到的帧的足够空间时，在本地向所述本地光纤信道端口发出阴影(shadow)接收器准备就绪信号指示，以许可从所述本地光纤信道端口到所述远程光纤信道端口的进一步的数据传送；以及将所述帧与标识本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起，并将所述帧发送到远程光纤信道端口。
本发明的第二方面提供了一种用于操作在本地光纤信道接口和到远程光纤信道接口的链路之间的传输接口的设备，所述设备包括：入口块/出口块，其被配置为基于所接收的指示远程缓冲器处的空闲缓冲器大小的数据来跟踪所述远程缓冲器可用性并向本地光纤信道接口发出阴影接收器准备就绪指示，以基于远程缓冲器可用性来调节流量，其中所述入口块/出口块仅当在远程缓冲器处存在用于接收到的帧的足够空间时发出所述阴影接收器准备就绪指示；以及辅助缓冲器，其为从所述远程光纤信道接口接收的数据提供缓冲，以允许在远程接收到来自所述本地光纤信道端口的接收准备就绪信号指示之前继续数据传送，其中所述入口块/出口块被配置为将与标识所述本地辅助缓冲器中的空闲缓冲器大小的值封装在一起的所述帧发送到所述远程光纤信道端口。
可以通过参考说明书的其余部分和附图来实现对本文发明的特性和优点的进一步理解。
附图说明
图1图示了根据本发明一个实施例的增强的光纤信道链路。
图2图示了根据本发明一个实施例的在操纵将被传送到远程地点的光纤信道帧时操作城域端口的步骤。
图3图示了根据本发明一个实施例的在接收接收器准备就绪指示时操作城域端口的步骤。
图4图示了根据本发明一个实施例的在操纵从链路远程端接收的帧时操作城域端口的步骤。
图5图示了在将从链路远程端接收的帧转发到本地光纤信道端口时操纵城域端口的步骤。
图6图示了根据本发明一个实施例的网络设备。
图2图示了根据本发明一个实施例的在操纵将被传送到远程地点的光纤信道帧时操作城域端口的步骤。
图3图示了根据本发明一个实施例的在接收接收器准备就绪指示时操作城域端口的步骤。
图4图示了根据本发明一个实施例的在操纵从链路远程端接收的帧时操作城域端口的步骤。
图5图示了在将从链路远程端接收的帧转发到本地光纤信道端口时操纵城域端口的步骤。
图6图示了根据本发明一个实施例的网络设备。
具体实施方式
将参考光纤信道链路被隧穿(tunnel)通过传输网(TN)这一有代表性的应用来描述本发明。在一个具体实现中，传输网络被实现为城域光网络。光纤信道帧被封装在诸如以太网分组的分组内，而传输通过网络。光网络细节与描述本发明关系不大，但是应当认识到，可以在用诸如2.5Gbps或者10Gbps的数据波形调制的光信号上运载以太网分组。通过使用波分复用(WDM)技术，多个光信号也可以共享同一光纤。
图1图示了根据本发明一个实施例的光纤信道链路，该光纤信道链路利用以太网传输接口通过城域网来运载。两个光纤信道端口102和104根据例如2002年2月8日“Fibre Channel Framing and Signal(FC-FS)，Rev1.70”NCITS Working Draft Proposed American National Standard forInformation Technology中所描述的光纤信道标准来交换数据，本文包括上述标准的全面内容以供参考。光纤信道端口102和104可以提供到诸如磁盘驱动器、磁盘存储阵列、磁带驱动器、处理单元、打印机等设备的连接。
双向链路106将光纤信道端口互相连接，并运载封装于以太网分组内的光纤信道帧。链路106可以是实际的物理链路或者穿过网络云(cloud)的隧道(tunnel)。城域端口108和110将光纤信道端口102和104接口到城域光网络。城域端口108包括对将要进行传送的帧进行封装的入口块112，还包括将光纤信道帧从所接收的分组中解封出来的出口块114。类似地，城域端口110包括入口块116和出口块118。
根据本发明一个实施例，城域端口108和110除了对光纤信道帧进行封装和解封外，还操作辅助流量控制机制以最优化在较长距离上的吞吐量。为了支持辅助流量控制机制，城域端口108和110分别操作辅助缓冲器120和122。除了提供辅助缓冲器容量外，城域端口108和110还用本地产生的接收器准备就绪指示来替换远程产生的接收器准备就绪指示。远程产生的接收器准备就绪指示被从所接收的帧中删除。(应该理解，本文的“本地”指的是城域端口和与其相关联的光纤信道端口之间的连接，而不是指任何具体的距离，而“远程”指的是链路的另一端。)该方案克服了由接收远程产生的准备就绪指示中的较长延迟而引起的吞吐量下降。在确保光纤信道端口内部的缓冲器和辅助缓冲器不超出限度的同时提供了最优的吞吐量。
在更详细地描述辅助流量控制机制之前，定义某些参数将是有用的：
M_SIZE：最大帧尺寸。
F_SIZE：正被处理的具体光纤信道帧的帧尺寸。
BB_CREDIT：光纤信道端口的“信用数”，即可以顺序发送到该端口而不超出该端口的内部缓冲器限度的连续帧的数目。城域端口通过监控在建立光纤信道链路时使用的“登录”帧而得知其本地光纤信道端口的BB_CREDIT值。
BB_CREDIT_CNT：由每个城域端口维护的变量，用于跟踪已发送往本地光纤信道端口的未确认帧的数目。该变量初始值为0。
TOTAL_BUF_SIZE：城域端口的附着缓冲器(attached buffer)的总缓冲尺寸。
L_FREE_BUF_SIZE：由城域端口维护的变量，用于计数在其附着缓冲器中的空闲缓冲尺寸。该值被初始化为TOTAL_BUF_SIZE-BB_CREDIT*M_SIZE。
R_FREE_BUF_SIZE：由城域端口维护的变量，用于计数远程城域端口处可用的空闲缓冲。该变量被初始化为0。
NEW_BUF_FREED：在以太网分组的封装头部中所运载的值，将在后面描述该值，所述以太网分组在两城域端口间运载光纤信道帧。
R_RDY_DEBT：由城域端口维护的变量，用于计数已从本地光纤信道端口接收但是没有为其发送准备就绪指示响应的光纤信道帧的数目。
现在，将参考图2-5来解释城域端口的详细流量控制操作。图2-3图示了每个城域端口的入口块操作，而图4-5图示了出口块操作。
图2图示了根据本发明一个实施例在操纵从本地端口接收的分组时操作城域端口入口块的步骤。在步骤202，城域端口入口块从其所附着的本地光纤信道端口接收光纤信道帧。在步骤204，入口块测试R_FREE_BUF_SIZE是否大于或等于F_SIZE，这指示远程城域端口处缓冲器空间的可用性。如果R_FREE_BUF_SIZE大于或等于F_SIZE，则处理前进到步骤206，在步骤206中，本地产生的准备就绪指示(光纤信道术语中称之为R_RDY)被通过出口块发送到本地光纤信道端口。然后，在步骤208，R_FREE_BUF_SIZE减去F_SIZE，以说明(account for)要被传送到远程城域端口的帧。
如果步骤204发现R_FREE_BUF_SIZE小于F_SIZE，则处理前进到步骤210，在步骤210中，增加R_RDY_DEBT，这指示已从本地光纤信道端口接收到帧，但是没有作为交换发送回R_RDY。然后在步骤212，R_FREE_BUF_SIZE增加了M_SIZE-F_SIZE。增加M_SIZE是因为最初保留了BB_CREDIT*M_SIZE大的缓冲器空间。因而，对于每个未确认帧，流量控制机制可以释放M_SIZE大的缓冲器空间。在步骤214，用包括NEW_BUF_FREED值的头部来封装光纤信道帧，其中NEW_BUF_FREED已被设置为L_FREE_BUFF_SIZE。L_FREE_BUFF_SIZE然后被重新设置为0。封装后的帧被发送到链路的远程端。如果经过一段预先确定的时间后，例如经过等于接收2到8个连续最大尺寸帧所必需的时间，没有从本地光纤信道端口接收过帧，则不管怎样都进行步骤214，即出于发送头部信息的目的来封装并传送空白帧。
图3图示了在操纵从本地光纤信道端口接收的接收准备就绪指示(R_RDY)时操作城域端口入口块的步骤。在步骤302，从本地光纤信道接收到用于指示已准备就绪接收新数据的R_RDY。在步骤304，R_RDY信号不是被传递到远程光纤信道端口，而是简单地使得城域端口将BB_CREDIT_CNT的值减1，以在本地说明本地光纤信道端口指示能接收新数据。
图4图示了操作城域端口出口块以操纵经由链路接收的分组的步骤。更具体地说，图4是有关在从本地缓冲器释放之前的步骤。在步骤402，出口块接收到来自远程城域端口的封装分组。值NEW_BUF_FREED被从封装的头部中抽取出来，并且FC帧(如果非空的话)被存储于本地缓冲器。在步骤404，将R_FREE_BUF_SIZE增加NEW_BUF_FREED。步骤406测试R_RDY_DEBT是否大于0，即指示是否存在未确认帧。如果R_RDY_DEBT不大于0，则处理终止。如果R_RDY_DEBT大于0，则处理前进到步骤408，步骤408测试R_FREE_BUF_SIZE是否大于或等于最大帧尺寸M_SIZE。如果R_FREE_BUF_SIZE小于M_SIZE，则处理终止。如果R_FREE_BUF_SIZE大于或等于M_SIZE，则处理继续前进到步骤410。在步骤410，本地产生的R_RDY被发送到本地光纤信道端口，R_RDY_DEBT的值减1，并且R_FREE_BUF_SIZE的值减去M_SIZE。在步骤410之后，处理返回到步骤404。这样，准备就绪指示的产生取决于远程缓冲器可用性以及基于端口的较早传送本地光纤信道端口是否“欠(owed)”准备就绪指示。
图5图示了操作城域端口出口块以将帧从本地缓冲器转移到本地光纤信道端口的步骤。当本地缓冲器非空时，周期性地进行图5的步骤。步骤502通过比较BB_CREDIT_CNT和BB_CREDIT来确定本地光纤信道端口是否存在空闲缓冲。如果没有空闲缓冲器空间(BB_CREDIT_CNT大于或等于BB_CREDIT)，则处理终止。如果BB_CREDIT_CNT小于BB_CREDIT，则处理前进到步骤504。在步骤504，从城域端口的缓冲器中将帧取出队列并且发送到本地光纤信道端口。而且，增加BB_CREDIT_CNT，并且将L_FREE_BUF_SIZE的值增加F_SIZE，F_SIZE是刚从队列取出的帧的尺寸。
上述流量控制机制处理在保证没有缓冲器溢出的同时提供了最大的吞吐量。和初始的光纤信道流量控制机制不同，实际的帧尺寸被用于管理城域端口缓冲器、从而使得更有效地使用可用的缓冲器空间。在大范围的流量模式上都得到了优越的性能。
网络设备细节
图6图示了网络设备600，网络设备600可以用于实现例如图1的城域端口和/或执行图2到图5中的任何步骤。在一个实施例中，网络设备600是可以用硬件、软件或者两者组合实现的可编程机器。处理器602执行存储于程序存储器604中的代码。处理器602可以进行上述的封装、解封、以及流量控制操作。程序存储器604是计算机可读存储介质的一个示例。程序存储器604可以是易失性存储器。存储同样代码的计算机可读存储介质的另一形式可以是诸如软盘、CD-ROM、DVD-ROM、硬盘、闪存等的某类非易失存储器。运载代码穿过网络的载波是计算机可读存储介质的另一示例。
网络设备600经由多个网络接口606和物理介质进行接口。例如，网络接口606中的一个可以耦合到光纤并且可以具有适当的物理层和链路层功能。在一个实现中，可以具有用于双向城域光以太网链路的网络接口以及用于连接到本地光纤信道端口的另一种网络接口。光以太网接口可以是千兆(Gigabit)以太网接口、10-Gigabit以太网接口等。当分组被网络设备600接收、处理和转发时，分组可以存储于分组存储器608中。分组存储器608可以用来实现诸如缓冲器120和122的缓冲器。网络设备600实现所有的网络协议以及上述的其扩展，并且还实现了本发明提供的数据网络特征。
应该理解，这里描述的示例和实施例仅仅是为了解释的目的，并且本领域的技术人员可以由此想到各种改变和变化，这些改变和变化包含在本申请的范围和精神、权利要求的范围以及等价物的全部范围之内。
在本发明的范围之内，可以省略、重新安排、替换或者补充图2到图5的流程步骤。
图1图示了根据本发明一个实施例的光纤信道链路，该光纤信道链路利用以太网传输接口通过城域网来运载。两个光纤信道端口102和104根据例如2002年2月8日“Fibre Channel Framing and Signal(FC-FS)，Rev1.70”NCITS Working Draft Proposed American National Standard forInformation Technology中所描述的光纤信道标准来交换数据，本文包括上述标准的全面内容以供参考。光纤信道端口102和104可以提供到诸如磁盘驱动器、磁盘存储阵列、磁带驱动器、处理单元、打印机等设备的连接。
双向链路106将光纤信道端口互相连接，并运载封装于以太网分组内的光纤信道帧。链路106可以是实际的物理链路或者穿过网络云(cloud)的隧道(tunnel)。城域端口108和110将光纤信道端口102和104接口到城域光网络。城域端口108包括对将要进行传送的帧进行封装的入口块112，还包括将光纤信道帧从所接收的分组中解封出来的出口块114。类似地，城域端口110包括入口块116和出口块118。
根据本发明一个实施例，城域端口108和110除了对光纤信道帧进行封装和解封外，还操作辅助流量控制机制以最优化在较长距离上的吞吐量。为了支持辅助流量控制机制，城域端口108和110分别操作辅助缓冲器120和122。除了提供辅助缓冲器容量外，城域端口108和110还用本地产生的接收器准备就绪指示来替换远程产生的接收器准备就绪指示。远程产生的接收器准备就绪指示被从所接收的帧中删除。(应该理解，本文的“本地”指的是城域端口和与其相关联的光纤信道端口之间的连接，而不是指任何具体的距离，而“远程”指的是链路的另一端。)该方案克服了由接收远程产生的准备就绪指示中的较长延迟而引起的吞吐量下降。在确保光纤信道端口内部的缓冲器和辅助缓冲器不超出限度的同时提供了最优的吞吐量。
在更详细地描述辅助流量控制机制之前，定义某些参数将是有用的：
M_SIZE：最大帧尺寸。
F_SIZE：正被处理的具体光纤信道帧的帧尺寸。
BB_CREDIT：光纤信道端口的“信用数”，即可以顺序发送到该端口而不超出该端口的内部缓冲器限度的连续帧的数目。城域端口通过监控在建立光纤信道链路时使用的“登录”帧而得知其本地光纤信道端口的BB_CREDIT值。
BB_CREDIT_CNT：由每个城域端口维护的变量，用于跟踪已发送往本地光纤信道端口的未确认帧的数目。该变量初始值为0。
TOTAL_BUF_SIZE：城域端口的附着缓冲器(attached buffer)的总缓冲尺寸。
L_FREE_BUF_SIZE：由城域端口维护的变量，用于计数在其附着缓冲器中的空闲缓冲尺寸。该值被初始化为TOTAL_BUF_SIZE-BB_CREDIT*M_SIZE。
R_FREE_BUF_SIZE：由城域端口维护的变量，用于计数远程城域端口处可用的空闲缓冲。该变量被初始化为0。
NEW_BUF_FREED：在以太网分组的封装头部中所运载的值，将在后面描述该值，所述以太网分组在两城域端口间运载光纤信道帧。
R_RDY_DEBT：由城域端口维护的变量，用于计数已从本地光纤信道端口接收但是没有为其发送准备就绪指示响应的光纤信道帧的数目。
现在，将参考图2-5来解释城域端口的详细流量控制操作。图2-3图示了每个城域端口的入口块操作，而图4-5图示了出口块操作。
图2图示了根据本发明一个实施例在操纵从本地端口接收的分组时操作城域端口入口块的步骤。在步骤202，城域端口入口块从其所附着的本地光纤信道端口接收光纤信道帧。在步骤204，入口块测试R_FREE_BUF_SIZE是否大于或等于F_SIZE，这指示远程城域端口处缓冲器空间的可用性。如果R_FREE_BUF_SIZE大于或等于F_SIZE，则处理前进到步骤206，在步骤206中，本地产生的准备就绪指示(光纤信道术语中称之为R_RDY)被通过出口块发送到本地光纤信道端口。然后，在步骤208，R_FREE_BUF_SIZE减去F_SIZE，以说明(account for)要被传送到远程城域端口的帧。
如果步骤204发现R_FREE_BUF_SIZE小于F_SIZE，则处理前进到步骤210，在步骤210中，增加R_RDY_DEBT，这指示已从本地光纤信道端口接收到帧，但是没有作为交换发送回R_RDY。然后在步骤212，R_FREE_BUF_SIZE增加了M_SIZE-F_SIZE。增加M_SIZE是因为最初保留了BB_CREDIT*M_SIZE大的缓冲器空间。因而，对于每个未确认帧，流量控制机制可以释放M_SIZE大的缓冲器空间。在步骤214，用包括NEW_BUF_FREED值的头部来封装光纤信道帧，其中NEW_BUF_FREED已被设置为L_FREE_BUFF_SIZE。L_FREE_BUFF_SIZE然后被重新设置为0。封装后的帧被发送到链路的远程端。如果经过一段预先确定的时间后，例如经过等于接收2到8个连续最大尺寸帧所必需的时间，没有从本地光纤信道端口接收过帧，则不管怎样都进行步骤214，即出于发送头部信息的目的来封装并传送空白帧。
图3图示了在操纵从本地光纤信道端口接收的接收准备就绪指示(R_RDY)时操作城域端口入口块的步骤。在步骤302，从本地光纤信道接收到用于指示已准备就绪接收新数据的R_RDY。在步骤304，R_RDY信号不是被传递到远程光纤信道端口，而是简单地使得城域端口将BB_CREDIT_CNT的值减1，以在本地说明本地光纤信道端口指示能接收新数据。
图4图示了操作城域端口出口块以操纵经由链路接收的分组的步骤。更具体地说，图4是有关在从本地缓冲器释放之前的步骤。在步骤402，出口块接收到来自远程城域端口的封装分组。值NEW_BUF_FREED被从封装的头部中抽取出来，并且FC帧(如果非空的话)被存储于本地缓冲器。在步骤404，将R_FREE_BUF_SIZE增加NEW_BUF_FREED。步骤406测试R_RDY_DEBT是否大于0，即指示是否存在未确认帧。如果R_RDY_DEBT不大于0，则处理终止。如果R_RDY_DEBT大于0，则处理前进到步骤408，步骤408测试R_FREE_BUF_SIZE是否大于或等于最大帧尺寸M_SIZE。如果R_FREE_BUF_SIZE小于M_SIZE，则处理终止。如果R_FREE_BUF_SIZE大于或等于M_SIZE，则处理继续前进到步骤410。在步骤410，本地产生的R_RDY被发送到本地光纤信道端口，R_RDY_DEBT的值减1，并且R_FREE_BUF_SIZE的值减去M_SIZE。在步骤410之后，处理返回到步骤404。这样，准备就绪指示的产生取决于远程缓冲器可用性以及基于端口的较早传送本地光纤信道端口是否“欠(owed)”准备就绪指示。
图5图示了操作城域端口出口块以将帧从本地缓冲器转移到本地光纤信道端口的步骤。当本地缓冲器非空时，周期性地进行图5的步骤。步骤502通过比较BB_CREDIT_CNT和BB_CREDIT来确定本地光纤信道端口是否存在空闲缓冲。如果没有空闲缓冲器空间(BB_CREDIT_CNT大于或等于BB_CREDIT)，则处理终止。如果BB_CREDIT_CNT小于BB_CREDIT，则处理前进到步骤504。在步骤504，从城域端口的缓冲器中将帧取出队列并且发送到本地光纤信道端口。而且，增加BB_CREDIT_CNT，并且将L_FREE_BUF_SIZE的值增加F_SIZE，F_SIZE是刚从队列取出的帧的尺寸。
上述流量控制机制处理在保证没有缓冲器溢出的同时提供了最大的吞吐量。和初始的光纤信道流量控制机制不同，实际的帧尺寸被用于管理城域端口缓冲器、从而使得更有效地使用可用的缓冲器空间。在大范围的流量模式上都得到了优越的性能。
网络设备细节
图6图示了网络设备600，网络设备600可以用于实现例如图1的城域端口和/或执行图2到图5中的任何步骤。在一个实施例中，网络设备600是可以用硬件、软件或者两者组合实现的可编程机器。处理器602执行存储于程序存储器604中的代码。处理器602可以进行上述的封装、解封、以及流量控制操作。程序存储器604是计算机可读存储介质的一个示例。程序存储器604可以是易失性存储器。存储同样代码的计算机可读存储介质的另一形式可以是诸如软盘、CD-ROM、DVD-ROM、硬盘、闪存等的某类非易失存储器。运载代码穿过网络的载波是计算机可读存储介质的另一示例。
网络设备600经由多个网络接口606和物理介质进行接口。例如，网络接口606中的一个可以耦合到光纤并且可以具有适当的物理层和链路层功能。在一个实现中，可以具有用于双向城域光以太网链路的网络接口以及用于连接到本地光纤信道端口的另一种网络接口。光以太网接口可以是千兆(Gigabit)以太网接口、10-Gigabit以太网接口等。当分组被网络设备600接收、处理和转发时，分组可以存储于分组存储器608中。分组存储器608可以用来实现诸如缓冲器120和122的缓冲器。网络设备600实现所有的网络协议以及上述的其扩展，并且还实现了本发明提供的数据网络特征。
应该理解，这里描述的示例和实施例仅仅是为了解释的目的，并且本领域的技术人员可以由此想到各种改变和变化，这些改变和变化包含在本申请的范围和精神、权利要求的范围以及等价物的全部范围之内。
在本发明的范围之内，可以省略、重新安排、替换或者补充图2到图5的流程步骤。
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